1. Introduzione

   L'epidemiologia è lo studio della distribuzione delle malattie e dei loro determinanti nelle popolazioni. Le domande a cui l'epidemiologia cerca di fornire una risposta sono "quanti individui si ammalano di una certa malattia" e "quali fattori differenziano coloro che si ammalano da coloro che non si ammalano" e, di conseguenza "quali sono i fattori di rischio legati a una certa malattia".  Il termine epidemiologia, quindi, non designa soltanto lo studio delle malattie epidemiche in senso classico, cioè infettive e a diffusione periodica. Se una certa "aria di famiglia" ancora è riscontrabile tra il significato odierno e quello antico del termine, essa deriva da una questione più che altro quantitativa: le malattie di cui l'epidemiologia odierna  prevalentemente (anche se non esclusivamente) si occupa sono quelle caratterizzate da un'ampia prevalenza: malattie epidemiche nel senso stretto di epò demos, "sul popolo", non limitate a casi sporadici. Tra queste, in tempi relativamente recenti occupano un posto di particolare rilievo le malattie cronico-degenerative quali i tumori e le patologie cardiocircolatorie1.
 
  L'epidemiologia intesa in questo secondo senso trae la sua origine dallo spostamento dell'attenzione dal caso singolo alla numerosità dei casi di una malattia, ossia al conteggio dei casi di malattia. Numerosità non significa ancora distribuzione: sapere quante persone si sono ammalate di una certa malattia in un certo tempo non dice nulla su ciò che hanno eventualmente in comune queste persone e se ciò che hanno in comune può in qualche modo essere considerato un fattore causale della malattia.
   Cercheremo di ritrovare, per mezzo di una ricognizione di alcuni avvenimenti e idee, le radici del pensiero epidemiologico attuale, ossia di ripercorrere alcune tappe che portano dal conteggio dei casi alle ipotesi causali, attraverso la correlazione tra malattie e caratteristiche specifiche di parti della popolazione. Risulterà inoltre chiaro che dall'epidemiologia discende la prevenzione: la conoscenza dei fattori che negli individui sono associati a un'alta frequenza di casi di malattia costituisce un punto di partenza per cercare di mettere questi stessi fattori fuori gioco e diminuire la frequenza della malattia; in questa prospettiva, l'epidemiologia costituisce non solo una parte indispensabile della medicina, ma anche in un certo modo un approccio alla malattia speculare a quello della terapia.

 
2. Radici remote: Graunt e gli inizi della demografia

   La prima radice remota dell'epidemiologia può essere rinvenuta nell'analisi che John Graunt (1620-1674), commerciante londinese, dedicò nel 1662 ai Bills of Mortality, ovvero alle registrazioni dei casi di morte raccolte a partire dal XVI secolo nella città di Londra. Questi registri contenevano, almeno da un certo momento in poi, l'indicazione della causa di morte e dell'età dei soggetti e costituivano un giacimento di informazioni che Graunt per primo portò alla luce. L'importanza dell'opera di Graunt (Natural and Political Observations Mentioned in a Following Index, and Made Upon the Bills of Mortality) 2   sta da una parte nella ricerca di leggi che spieghino le regolarità constatate nei registri e dall'altra nell'evidenziazione di errori e inconsistenze nella registrazione stessa dei dati. Tra questi difetti si trovavano, ad esempio, la scarsa omogeneità nella nomenclatura delle malattie e una certa tendenza ad abbellire e mascherare la causa di morte quando si trattava di malattie socialmente stigmatizzanti,  quali ad esempio la sifilide3.      
  Oltre agli errori nella registrazione, Graunt trasse dall'esame dei registri alcune informazioni rilevanti in quanto inaspettate, come per esempio l'osservazione che in tempo di peste aumentano anche le dichiarazioni di morte per cause diverse dalla peste. I dati inattesi richiedevano un atto di creatività epidemiologica4  che li spiegasse; Graunt interpretò questo dato avanzando l'ipotesi che durante le epidemie di peste la causa principale di morte fosse in effetti la peste, ma che alcuni casi di morte per peste venissero confusi con altre malattie. Il problema della classificazione e dell'univocità  della nomenclatura si rivelò uno dei punti principali su cui intervenire per rendere maggiormente perspicue le dichiarazioni di morte e costruire un quadro il più possibile esatto della situazione sanitaria e demografica al fine di intervenire con misure igieniche e preventive. Tale finalità era ben presente nel lavoro di Graunt, il quale, collocandosi in una visione baconiana della scienza, concepiva la conoscenza come strumento per modificare la realtà 5.

3.  Louis e il metodo numerico in medicina

   Se Graunt rappresenta una radice remota dell'epidemiologia attuale attraverso il suo studio demografico sulla popolazione londinese, troviamo in Pierre Charles Alexandre Louis (1787-1872) uno dei primi esempi di statistica applicata esplicitamente alla medicina, in particolare a un procedimento terapeutico. Il problema preso in considerazione da Louis, che costituisce l'oggetto del suo saggio del 18356,  è il trattamento della polmonite per mezzo del salasso. La sua conclusione è che questo procedimento non sortisce tutta l'utilità che gli viene comunemente attribuita e che anzi si rivela praticamente inutile. A questa conclusione, che mette in dubbio una delle pratiche più comuni e accreditate dell'epoca, Louis arriva in seguito a un esperimento terapeutico controllato in base al quale constata che il decorso della polmonite non viene sostanzialmente influenzato né dal giorno in cui si comincia a somministrare il salasso, né dalla frequenza con la quale esso viene ripetuto, né dalla quantità di sangue prelevata. Viene messa quindi in discussione l'autorità della tradizione e ad essa si sostituisce la nuova autorità dei numeri. Alla base del ragionamento di Louis sta il confronto tra casi trattati secondo certe modalità (con una certa frequenza, estraendo una certa quantità di sangue e così via) e casi trattati diversamente o non trattati del tutto 7. Si tratta di altro aspetto che confluirà nell'epidemiologia moderna: l'aspetto del confronto tra casi e controlli 8. Secondo Louis, l'applicazione del metodo numerico alla medicina si identificava con l'ingresso di quest'ultima nell'età adulta, nella quale non ci si accontenta di dire "spesso ho osservato questo fenomeno", ma si dice "quanto spesso". Cinque anni dopo la pubblicazione del lavoro di Louis, il medico Jules Gavarret riprenderà e sistematizzerà  il tema dell'applicazione del "metodo numerico" alla medicina  in un trattato intitolato Principes gènèraux de statistique mèdicale 9.

4. William Farr e le "leggi ferree"

   Un altro elemento del quadro da cui risulterà l'epidemiologia moderna, è la sanità pubblica, in special modo quella che trasse impulso a Londra intorno alla metà del secolo scorso.
   Nel 1834 fu fondata a Londra la Statistical Society e prese slancio il General Registrar Office, un organismo volto alla raccolta dei dati demografici e animato da William Farr (1807-1883), ex allievo di Louis a Parigi. Farr lavorò nel campo della statistica e della statistica medica in tre direzioni: compilazione di tabelle di sopravvivenza, studio delle cause principali di malattia e nosologia. Le tabelle di sopravvivenza, nate a scopi assicurativi, fornivano molte informazioni sull'andamento della salute e della mortalità secondo fasce di età, sesso, professione, condizioni economiche. A partire da questi dati, Farr formulò l'ipotesi che le leggi che governano la mortalità umana sono ferree esattamente come le leggi del moto dei corpi celesti. Nel 1837 10 Farr affermò che dallo studio delle cause di morte si possono scoprire le cause di malattia e anche quei fattori che, al contrario, contribuiscono a migliorare le condizioni di salute delle popolazioni. La prevenzione messa in atto in modo scientifico deve basarsi sull'analisi dei dati demografici: dalla ricerca di spiegazioni per i dati si passa alla ricerca di metodi per modificare i dati stessi. Farr si pronunciò inoltre a favore degli studi prospettivi (una popolazione caratterizzata da certi requisiti viene seguita nel tempo e confrontata con una popolazione priva di quei requisiti allo scopo di stabilire quali malattie si presentino e in quale misura esse siano diverse nei due gruppi); gli studi retrospettivi gli apparivano inficiati da troppi elementi incontrollabili. Nell'articolo Vital Statistics (cfr. nota 10) Farr presentò una analogia suggestiva che costituisce una definizione efficace dell'epidemiologia e della sua legittimità  come impresa scientifica. I singoli organismi umani non sono semplici come orologi, ai quali basta dare uno sguardo esperto per capire quanto a lungo ancora funzioneranno. L'opinione comune, sostiene Farr, porta a credere che lo stesso valga anche per le popolazioni, ovvero che sia impossibile formulare previsioni sul loro stato di salute e sui loro tassi di mortalità  ma si tratta di un errore. In realtà, a parità di circostanze, i tassi di mortalità  e di incidenza delle malattie sono costanti. Il problema consiste naturalmente nello stabilire quali siano queste circostanze, ma una volta che esse sono note, la popolazione nel suo complesso può essere vista a sua volta come un orologio di cui gli individui rappresentano gli ingranaggi. Nonostante sia difficile dire qualcosa sulla durata dei singoli ingranaggi, è possibile formulare previsioni sull'insieme e affermare, per esempio, che date certe condizioni igieniche e certi tipi di alimentazione sussiste la probabilità che un certo numero di individui si ammali di una certa malattia. Compito della sanità pubblica è derivare indicazioni per la prevenzione e quindi per il miglioramento della salute dell'intera popolazione, a partire dai dati che associano un certo fattore a una certa malattia in un numero sufficientemente grande di casi. L'assunzione è naturalmente causale e il momento della prevenzione comincia a farsi strada come criterio del successo delle ipotesi causali.
   La sistemazione della nosologia era già stata evidenziata come necessità da Graunt nel 1662: in mancanza di una classificazione e di una nomenclatura unitaria delle malattie, non è possibile confrontare dati raccolti in tempi e luoghi diversi e Farr si trovava quotidianamente di fronte alla difficoltà di decifrare certificati di morte e descrizioni di malattie redatti da medici diversi con differenti criteri. Per questo motivo fu spinto a elaborare una nuova nosologia che mettesse ordine in questa situazione e nel 1853 presentò la sua proposta di classificazione delle malattie in cinque tipi principali11.

5. Virchow e le radici sociali della malattia

   Il carattere sociale della medicina viene posto in evidenza da Rudolf Virchow (1821-1902) pochi anni dopo l'introduzione del metodo numerico da parte di Louis e contemporaneamente allo sviluppo della sanità pubblica inglese e costituisce un ulteriore passo per la ricostruzione delle componenti storiche dell'epidemiologia.
   Negli scritti di Virchow12  si riscontra spesso l'uso di metafore mediche applicate alla politica e viceversa, culminanti nell'analogia tra cellule connettive negli organismi e terzo stato nella società e nell'intuizione che dai livelli alti dei rapporti politici e delle condizioni economiche si propaghino conseguenze sino al livello basso delle cellule; ciò equivale a dire che la comparsa delle malattie è almeno in parte dovuta alle condizioni sociali. Compito della medicina è trasformarsi in una scienza sociale13 e denunciare a livello politico i danni constatati a livello biologico nei singoli organismi. Questa visione globale del campo d'azione della medicina è testimoniata dallo studio che Virchow pubblicò nel 1849 in seguito a una indagine sull'epidemia di tifo verificatasi in Slesia14. Tra le ipotesi sull'origine dell'epidemia in questa regione, abitata prevalentemente da minatori e caratterizzata da condizioni di povertà, si trovava l'ipotesi climatica. Virchow sostenne invece che il clima non avrebbe potuto causare l'epidemia se la popolazione avesse avuto un'alimentazione adeguata e fosse stata meno oppressa. La sua prospettiva, come quella climatico-atmosferica, si situava nel filone anticontagionistico, rappresentava cioè l'opinione che la malattia non fosse trasmessa da persona a persona bensç dall'ambiente alle persone, ma, a differenza dei fautori dell'ipotesi climatica, Virchow intendeva qualcosa di diverso, collocandosi della tradizione ippocratica: dell'ambiente fanno parte anche la politica e l'economia. Se la causa principale si trova a livello politico, questo il senso dell'argomentazione di Virchow, una terapia che vada ad agire proprio a  quel livello rappresenta la "terapia causale" per eccellenza. La terapia proposta prevedeva quindi tre ingredienti principali: "istruzione con i suoi figli libertà e benessere". Non basta l'opera dei singoli medici per attuare una terapia di cosç vasta portata, ma è necessaria una azione politica generale. Il messaggio di Virchow potrebbe essere sintetizzato in questo modo: cellule e parlamenti non sono mondi separati ma livelli della realtà in continua interazione; i cambiamenti che interessano uno di essi si ripercuotono sull'altro e la medicina si trova nella posizione di poter segnalare quando le condizioni sociali contribuiscono a causare la malattia. La politica è in questa prospettiva "medicina in grande", cosç come la medicina è una "scienza sociale".  

6. Colera a Londra: come ragionare in epidemiologia

  Virchow elabora il quadro di fondo nel quale si colloca l'epidemiologia dei nostri giorni: le cause di malattia vanno cercate dentro gli organismi ma anche e soprattutto fuori di essi, nell'ambiente inteso in senso lato. Attraverso la storia dell'anestesista londinese John Snow (1813-1858), che era altresç interessato al problema delle epidemie, vedremo ora invece uno dei primi esempi del metodo con cui oggi si lavora in  epidemiologia.
 
   Nel 1848-49, mentre Virchow si occupava del tifo in Slesia, e nel 1853-54, due epidemie di colera colpirono l'Inghilterra (e l'intera Europa). Nel corso della prima, William Farr aveva elaborato una analisi dalla quale risultava una differenza nel tasso di mortalità tra la zona di Londra in cui le abitazioni si trovavano a livello del Tamigi e la zona in cui le case erano al di sopra del livello del fiume. Nel 1849 furono pubblicati due contributi di medici londinesi sulla questione della causa del colera: "Malignant Cholera" di William Budd e "On the Mode of Communication of Cholera" di John Snow. Il modello proposto era simile: non un miasma, ma l'acqua è da considerare causa della malattia, dal momento che l'apparato maggiormente interessato è l'apparato digerente e non quello respiratorio.  Alcuni fatti raccolti e analizzati da Snow permisero di precisare quest'idea. Durante l'epidemia del 1853-54 egli concentrò l'attenzione su un focolaio epidemico che si trovava in un quartiere di Londra rifornito da due compagnie idriche. La compagnia Southwark & Vauxhall estraeva l'acqua da un tratto del Tamigi particolarmente inquinato dagli scarichi fognari, mentre la Lambeth si serviva di una parte meno contaminata. Snow innanzitutto constatò che nelle case approvvigionate dalla Southwark il tasso di mortalità per colera era circa otto volte maggiore di quello relativo alle case rifornite dalla seconda compagnia; poichÇ le due compagnie si dividevano praticamente a scacchiera le abitazioni del quartiere risultando cosç fortemente intersecate sul territorio, era poco plausibile che un altro fattore fosse responsabile della differenza nei tassi e che risultasse "oscurato" da una sua coestensione territoriale con il campo d'azione delle due imprese idriche. L'ipotesi dell'inquinamento con escrementi risultava a questo punto avvalorata. Nella tarda estate 1854 Snow ebbe occasione di precisarla per mezzo di un'osservazione che egli usò come esperimento. In un momento di recrudescenza dell'epidemia un certo numero di casi di morte si era concentrato in una strada chiamata Broad Street, dove si trovava una pompa alla quale gli abitanti attingevano l'acqua. Snow sospettò che l'acqua di quella pompa fosse responsabile dei casi di malattia in quel quartiere e il sospetto fu confermato da due "esperimenti" non provocati: gli operai di una fabbrica di birra che si trovava in quella strada non si erano ammalati, mentre si erano ammalati ed erano morti i componenti di una famiglia di un altro quartiere che avevano l'abitudine di bere l'acqua della pompa. A questo punto Snow provocò un esperimento di prevenzione (l'unica forma di esperimento eticamente possibile, essendo l'alternativa costituita dalla somministrazione di acqua sospetta a un gruppo di persone) rimuovendo il rubinetto della pompa e l'epidemia si arrestò, o meglio fu accelerata la sua fase discendente. Snow fornç in questo modo dati sperimentali corroboranti rispetto all'ipotesi della correlazione acqua-colera; dal nostro punto di vista, la storia di Broad Street mette in luce vari modi in cui si può parlare di causa di una malattia. Se si assume come criterio causale il criterio batteriologico, non si può dire che sia stata nota la causa del colera fino al 1883, anno in cui il microorganismo chiamato vibrio cholerae non fu isolato e battezzato da Koch15. Nel caso di Snow, tuttavia, non si può negare che egli abbia individuato una causa (anche senza isolare alcun agente specifico), dal momento che tagliando la catena causale ipotizzata l'effetto venne rimosso come ci si aspettava. Prevenire il contatto con un certo fattore di rischio è un obiettivo in certo senso più semplice ed economico rispetto all'intervento nell'organismo malato, in quanto esso può essere perseguito in vari modi: in questo caso,  "non bere acqua ma birra"; "non attingere l'acqua di Broad Street"; "non bere acqua in zone in cui si verificano casi di colera", e cosç via. La vicenda di Snow evidenzia da una parte il legame indissolubile tra epidemiologia e prevenzione e dall'altra l'esigenza, fondamentale in epidemiologia e a cui abbiamo già fatto cenno, di collegare in modo nuovo i dati di cui si dispone e di osservare in modo comparativo la realtà  nei casi in cui, per motivi di durata temporale o per motivi etici, (entrambe limitazioni caratteristiche della medicina) non è possibile compiere esperimenti.
 
7. Conclusioni

   Dalla storia dell'epidemiologia, della quale sono stati presentati alcuni momenti significativi - anche se non esaustivi del complesso di idee e azioni che hanno portato alla sua configurazione attuale - emerge il concetto di causa di malattia come insieme di condizioni (sociali, Virchow; igieniche, Snow) sulle quali si può e si deve intervenire; in questo senso la storia del'epidemiologia si interseca con la storia della prevenzione. Un altro aspetto risulta essere rilevante per la specificità della medicina anche  in quanto impresa conoscitiva e non soltanto in quanto attività mirante a favorire la salute umana: la nozione di esperimento che si trae dalla storia dell'epidemiologia si differenzia dalla nozione di "intervento" fino ad  assumere le caratteristiche di un "osservare come se si sperimentasse" (Louis, Farr, Snow), ossia ponendo in relazione diversi  eventi osservati in modo creativo per sondarne, con la strumentazione della statistica, la rilevanza nella determinazione della salute e prendere le necessarie e possibili misure preventive. Si può dire che l'epidemiologia fornisca in questo senso, fin dal secolo scorso, la possibilità di rendere concreta l'affermazione secondo cui "le malattie derivano da complessi di condizioni", precisando "quali" e "in quale misura", cosç come Louis passò a chiedersi "quanto spesso?" non accontentandosi di constatare "spesso" un fenomeno.

Note

1 Il primo grande studio epidemiologico moderno fu condotto a partire dal 1950 a Framingham, Massachusetts, proprio con lo scopo di determinare i fattori legati alla comparsa di malattie cardiocircolatorie. Alcune centinaia di persone vennero seguite per venti anni al fine di stabilire relazioni tra abitudini (quali l'alimentazione e il fumo) e incidenza delle patologie. Caratteristica delle malattie croniche e degenerative è l'intervallo temporale che intercorre tra l'esposizione ai fattori di rischio e la manifestazione della malattia stessa. Una ricognizione di questo studio si trova ad esempio in T.R. Dawber, "Erfahrungen aus der Framingham Studie - 25 Jahre Framingham", Zeitschrift für Kardiologie und Angiologie in Klinik und Praxis, 11, 1977, 615-620.
2 John Graunt verrà proposto come membro della Royal Society poche settimane dopo la pubblicazione del suo libro, con la motivazione che la sua opera poteva essere usata proficuamente al servizio della città. (R. Kargon, "John Graunt, Francis Bacon, and the Royal Society: The Reception of Statistics", Journal of the History of medicine and Allied Sciences, 18, 1963, 337-348).
3  Un simile tipo di errore nella raccolta dei dati viene oggi chiamato distorsione o bias. Esistono vari tipi di distorsione: se l'errore deriva dalla memoria di chi viene interrogato e consiste quindi in una relazione dei fatti reinterpretata per mezzo dei propri interessi ed esperienze, si parla di distorsione da ricordo (recall bias; K. Rothman, Modern Epidemiology, Boston, 1986): l'esempio tipico è quello dei genitori di bambini ammalati che pongono esperienze passate in relazione con lo stato di salute del figlio perchè essi sono in certo modo ipersensibilizzati, mentre tali esperienze (esposizioni a certe sostanze, incidenti) sono del tutto estranee alla malattia. Un altro tipo di distorsione che si ripercuote sui risultatidelle indagini epidemiologiche è quello del "volontario sano": si trova talvolta che i volontari presentatisi per partecipare a studi epidemiologici non sono del tutto rappresentativi della popolazione complessiva, in quanto il fatto stesso che si siano presentati testimonia a favore della loro attenzione per la salute e fa presumere di conseguenza che si tratti di individui più sani della media delle persone. Si potrebbe chiamare il caso di distorsione di cui parla  Graunt "distorsione da pregiudizio sociale".
4 Il concetto di creatività epidemiologica viene preso in esame da S. Graham, "Enhancing Creativity in Epidemiology", American Journal of Epidemiology, aug. 1988, 249-253.
5  R. Kargon (cfr. nota 2)  presenta John Graunt come "a close student of Sir Francis Bacon" (p. 343).
6 Recherches sur les effects de la saignèe dans quelques maladies inflammatoires, Paris, 1835.
7 I passi fondamentali dell'opera di Louis sono riportati e commentati in L.S. King (cur.), A History of Medicine: Selected Readings, Baltimore, 1971.
8 Le nozioni di caso e di controllo sono oggi componenti fondamentali di ogni studio epidemiologico. Alla base del confronto tra casi (soggetti ammalati) e controlli (soggetti sani) sta l'assunzione che la malattia rappresenta l'unica differenza rilevante tra i due gruppi, ovvero che essi sono paragonabiili per tutti gli altri tratti. In altre parole, i soggetti di controllo sono "quello che sarebbero i soggetti malati se non fossero malati" (K. Rothman, cfr. nota 3). Le differenze individuali, sosteneva Louis, non vanno negate, ma è necessario astrarre da esse al fine di poter produrre proposizioni di portata generale per le popolazioni umane. Il problema consisteva e consiste nello stabilire in quale misura di volta in volta le differenze tra casi i controlli siano rilevanti o irrilevanti e si può dire che costituisca il nocciolo dell'epidemiologia.
9 Principes Généraux de Statistique Médicale, Paris, 1840.
10 Si tratta dell'articolo Vital Statistics, comparso in Mc Culloch, A Statistical Account of the British Empire,  pubblicato a Londra nel 1837.
11 Il problema dell'omogeneità del linguaggio medico rappresenta la premessa per la costituzione dei gruppi dei casi e dei controlli: prima ancora di trovare controlli paragonabili ai casi in tutto tranne che nella malattia, è necessario stabilire chi sono i casi.
12 La sua opera più famosa è Die Cellularpathologie in ihrer Begründung auf physiologische und pathologische Gewebelehre, Berlin 1958.
13 Il progetto di rinnovamento della medicina ideato da Virchow venne diffuso per mezzo del settimanale Die medizinische Reform, che uscì negli anni 1848 e 1849 coordinato da Virchow e nel quale la medicina venne programmaticamente definita "l'avvocato naturale dei poveri".
14 Mittheilungen  über die in Oberschlesien herrschende Typhus-Epidemie, Berlin, 1849.
15 Il problema della circolarità delle definizioni eziologico-batteriologiche delle malattie infettive viene messo in evidenza ad esempio da P. Vineis, Modelli di rischio, Torino 1990. Se si definisce causa di una malattia infettiva un certo agente e si definiscono casi di quella malattia tutti e soli i casi in cui si riscontra la presenza di quell'agente, si formula un asserto infalsificabile: casi di malattia senza la presenza dell'agente o casi di presenza dell'agente senza la manifestazione della malattia non varrebbero come falsificazioni della proposizione  "l'agente causa la malattia", perchè per definizione riguarderebbero qualcos'altro e non quella malattia.